CN114230704A - 一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法,添加高沸点成膜助剂为专有成分，有效的提高乳液成膜效率制大幅度提高耐水和耐沾污效果；丙烯酸叔丁酯，其叔碳原子上丰富的烷基形成极大的空间位阻效应，形成对自身以及周围基团的保护作用；由于烷基的非极性及其对紫外光的稳定性，使得分子极性小，具有极强的疏水性，从而，使其均聚物或与其他单体的共聚物具有优良的性能；硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，能够通过氢键形成网状结构，增强乳液膜的附着力和耐水性。有机硅的主链十分柔顺，分子间作用力比碳氢化合物弱得多，表面张力弱，成膜能力强，能够有效提高漆膜的耐沾污性能，同时可以增强乳液膜的耐化学性能。

Description

一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法
技术领域
本发明涉及一种丙烯酸乳液，尤其涉及一种丙烯酸乳液的制备方法、制备的丙烯酸乳液及其应用，属于高分子材料技术领域。
背景技术
在涂料行业，随着人们环保意识的增强和环保法规对有机挥发溶剂的限制，水分散体系或者水基涂料正在越来越多的领域取代以有机溶剂为分散相的传统涂料和油漆，这是一个看脸的时代，外墙涂料也需要随时保持高颜值，高品质的真石漆，多彩漆为了长时间保持亮丽如新，需要寻求一种高耐沾污效果、高耐水的罩面乳液。
市场上普遍使用的罩面乳液，苯丙罩面乳液存在耐沾污差，耐黄变差等问题，普通纯丙罩面乳液存在耐水差，耐沾污差等问题，本产品极大地改善了这些问题，在耐水、耐沾污、耐候方面与同类产品对比有了很大的优势。关键技术为聚合单体、乳化剂的选择和比例，工艺和质量控制均在原有产品体系上进行创新和改进，具有技术基础。
乳液聚合以水作为分散介质，不污染环境，可以避免利用有机分散介质所带来的成本高、储存稳定性差、溶剂脱除等环境污染问题，已成为水性丙烯酸酯的主要合成方法。本发明通过选用反应型硫酸盐类的乳化剂和功能单体使乳液更加稳定，具有更好地稀释稳定性，机械稳定性和冻融稳定性。
为了提高涂膜的强度和耐水性，单体中中引入硅烷偶联剂和有机硅单体，硅烷偶联剂为乙基三甲氧基硅烷，能够通过氢键形成网状结构，增强乳液膜的附着力和耐水性。有机硅的主链十分柔顺，分子间作用力比碳氢化合物弱得多，表面张力弱，成膜能力强，能够有效提高漆膜的耐沾污性能，同时增强乳液膜的耐化学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法，通过以下技术方案实现，包括以下步骤：
步骤一、将乳化剂和水充分搅拌混合15-30分钟，后加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸、丙烯酸叔丁酯，高沸点成膜助剂搅拌乳化30-60分钟，得乳化液；
步骤二、制备反应釜内物料，将乳化剂、水和分子量调节剂搅拌均匀搅拌20-30分钟，缓慢滴加1中制备的乳化液，同时滴加部分引发剂溶液，滴加反应1小时后，将滴加速度提升至2倍，滴加时间1小时，84-86℃反应；
步骤三、再滴加1小时后降低加速度在提升0.5倍，滴加到乳化液剩1/4时加入硅烷偶联剂，后续正常滴加，保温反应1-2小时，降温至60℃加入氧化还原剂，后消除结束后保温反应1小时；
步骤四、保温结束后，降温至40℃以下，中和，加入成膜助剂和硅烷偶联剂，过滤出料即可得高耐沾污高硬度的丙烯酸树脂。
优选地，所述丙烯酸酯类单体按重量计，包括500-600份的甲甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸衣康酸中的一种或多种，250-350份的丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或两种，5份的硅烷偶联剂，以及5份硅氧烷功能单体，5份丙烯酸功能单体、10份的高沸点成膜助剂。
优选地，所述为丙烯酸叔丁酯，该单体是一种多支链的丙烯酸酯，占单体总量的5％。
优选地，所述分子量调节剂是硫醇及其衍生物，5-14个碳原子的伯、仲、叔硫醇、硫醇酯和硫醇醚，占单体总量的0.3-0.60％。
优选地，所述乳化剂是反应型阴离子乳化剂、非离子乳化剂等，是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙氧基化烷基硫酸钠盐、烷基醚硫酸钠盐、脂肪醇醚硫酸酯钠盐中的一种或2种混合，通过选用反应型硫酸盐类的乳化剂和功能单体使乳液更加稳定，具有更好地稀释稳定性，机械稳定性和冻融稳定性，占单体总量的2.0-10.0％。
优选地，所述引发剂溶液为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种，引发剂用量为单体总量的0.20-0.6％
优选地，所述步骤三所用为氧化剂叔丁基过氧化氢，还原剂为FF6M。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
添加高沸点成膜助剂为专有成分，近乎无味具有优异的缔合增稠效率，有效的提高乳液成膜效率制大幅度提高耐水和耐沾污效果；
丙烯酸叔丁酯，该单体是一种多支链的丙烯酸酯，其叔碳原子上丰富的烷基形成极大的空间位阻效应，形成对自身以及周围基团的保护作用；由于烷基的非极性及其对紫外光的稳定性，使得分子极性小，具有极强的疏水性，从而，使其均聚物或与其他单体的共聚物具有优良的性能。
硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，能够通过氢键形成网状结构，增强乳液膜的附着力和耐水性。有机硅的主链十分柔顺，分子间作用力比碳氢化合物弱得多，表面张力弱，成膜能力强，能够有效提高漆膜的耐沾污性能，同时增强乳液膜的耐化学性能。
具体实施方式
具体实施例1：
a)制备乳化液，称取去离子水250g，反应型的硫酸盐乳化剂10g，搅拌15分钟，加入330g苯乙烯、甲甲酯，80g丙烯酸丁酯及丙烯酸异辛酯，60g高沸点成膜助剂，2g硅氧烷功能单体，6g丙烯酰胺，5g丙烯酸搅拌30分钟，即得预乳化液。
b)制备釜底物料，称取300g去离子水，10g反应型硫酸盐乳化剂及非离子乳化剂，加入2甲基2丙烯酰胺基丙磺酸盐3g碳酸氢钠1.5g搅拌10分钟。
c)待釜内温度升至85℃时，预乳液直接滴加至釜内，滴加速度为5g每分钟加入20.4g过硫酸铵溶液(用20g水溶解0.4g过硫酸铵)。
d)滴加剩余乳化液和40.6g过硫酸铵溶液(用40g水溶解0.6g过硫酸铵)，滴加时间4小时滴加一小时后滴速翻倍再滴加1小时低速增加0.5倍，滴加至乳化液的1/4时加入硅烷偶联剂，反应温度控制在85-90℃。
e)滴加结束后，保温反应1小时。降温至60℃，加入叔丁基过氧化氢水溶液(5g水溶解0.18g叔丁基过氧化氢)，间隔10分钟，加入FF6M水溶液(10g水溶解0.09g FF6M)，加完保温1小时。
f)保温结束后，降温至40℃以下，中和，加入硅烷偶联剂，200目滤布过滤出料，即得高光自交联丙烯酸树脂成品，固含为39-41％，pH为7-9，粘度小于2000mPa.s。
本示例制备的丙烯酸树脂，用氨水调节pH；测试将树脂乳液用100nm线棒刮膜恒温恒湿房养护一天，测试清漆膜耐水7天手搓不掉，漆膜不水白，测试将乳液刷到有白色底漆水泥板上恒温恒湿房养护一周，刷上粉煤灰，按国标养护，用专业冲洗设备冲洗水泥板，测得耐沾污＜10。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将乳化剂和水充分搅拌混合15-30分钟，后加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸、丙烯酸叔丁酯，高沸点成膜助剂搅拌乳化30-60分钟，得乳化液；
步骤二、制备反应釜内物料，将乳化剂、水和分子量调节剂搅拌均匀搅拌20-30分钟，缓慢滴加1中制备的乳化液，同时滴加部分引发剂溶液，滴加反应1小时后，将滴加速度提升至2倍，滴加时间1小时，84-86℃反应；
步骤三、再滴加1小时后降低加速度在提升0.5倍，滴加到乳化液剩1/4时加入硅烷偶联剂，后续正常滴加，保温反应1-2小时，降温至60℃加入氧化还原剂，后消除结束后保温反应1小时；
步骤四、保温结束后，降温至40℃以下，中和，加入成膜助剂和硅烷偶联剂，过滤出料即可得高耐沾污高硬度的丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体按重量计，包括500-600份的甲甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸衣康酸中的一种或多种，250-350份的丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或两种，5份的硅烷偶联剂，以及5份硅氧烷功能单体，5份丙烯酸功能单体、10份的高沸点成膜助剂。
3.根据权利要求1所述的一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法，其特征在于，所述为丙烯酸叔丁酯，该单体是一种多支链的丙烯酸酯，占单体总量的5％。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法，其特征在于，所述分子量调节剂是硫醇及其衍生物，5-14个碳原子的伯、仲、叔硫醇、硫醇酯和硫醇醚，占单体总量的0.3-0.60％。
5.根据权利要求1所述的一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法，其特征在于，所述乳化剂是反应型阴离子乳化剂、非离子乳化剂等，是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙氧基化烷基硫酸钠盐、烷基醚硫酸钠盐、脂肪醇醚硫酸酯钠盐中的一种或2种混合，通过选用反应型硫酸盐类的乳化剂和功能单体使乳液更加稳定，具有更好地稀释稳定性，机械稳定性和冻融稳定性，占单体总量的2.0-10.0％。
6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法，其特征在于，所述引发剂溶液为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种，引发剂用量为单体总量的0.20-0.6％。
7.根据权利要求1所述的一种丙烯酸高耐沾污罩面乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤三所用为氧化剂叔丁基过氧化氢，还原剂为FF6M。
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CN115636894A (zh) * 2022-11-04 2023-01-24 广东巴德富新材料有限公司 兼具耐刮伤性和自修复功能的涂料用乳液及其制备方法

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